殼聚糖絮凝劑在水處理中的應(yīng)用

翟曉峰

摘 要：殼聚糖絮凝劑在水處理中有一定的運(yùn)用價(jià)值，本文針對(duì)該項(xiàng)技術(shù)在給水以及飲用水中的運(yùn)用進(jìn)行分析，并從環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展和綜合建設(shè)角度，探討了殼聚糖絮凝劑的具體運(yùn)用表現(xiàn)，相關(guān)內(nèi)容如下所述。

關(guān)鍵詞：殼聚糖絮凝劑;水處理;應(yīng)用

目前，我國(guó)正大力提倡水資源污染管控，惡劣的水環(huán)境也讓人們開(kāi)始重視廢水治理的各項(xiàng)工作。絮凝劑是廢水處理的關(guān)鍵技術(shù)方法，是目前運(yùn)用最廣泛、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單的水處理技術(shù)。借助絮凝技術(shù)可以及時(shí)清理污水中的懸浮微粒，讓其在沉降工程中發(fā)生相互碰撞，同時(shí)讓絮狀物逐漸變大，沉到底部。目前絮凝劑包括了無(wú)機(jī)、有機(jī)和復(fù)合三種。

1 簡(jiǎn)述絮凝劑的發(fā)展和特點(diǎn)

無(wú)機(jī)絮凝劑是當(dāng)前使用最為廣泛的絮凝劑，其容易受到環(huán)境的影響，如生成的絮凝劑容易破碎同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量的活性污垢，經(jīng)過(guò)處理后的廢水內(nèi)部有較多的金屬離子;而有機(jī)絮凝劑雖然彌補(bǔ)了無(wú)機(jī)絮凝劑運(yùn)用問(wèn)題，但是在使用中還存在不易降解，對(duì)環(huán)境的影響大，易致癌等風(fēng)險(xiǎn)。

近年來(lái)，殼聚糖是一種新型的天然高分子絮凝劑，該物質(zhì)來(lái)源廣泛，具有無(wú)毒害，價(jià)格低廉等特點(diǎn)，同時(shí)環(huán)境友好特定突出，容易生物降解。目前我國(guó)的不少學(xué)者都提倡將殼聚糖絮凝劑運(yùn)用于各種水處理環(huán)境中。我國(guó)也積極探尋殼聚糖絮凝劑處理技術(shù)，提出了絮狀沉淀等技術(shù)。

2 分析殼聚糖絮凝劑的運(yùn)用機(jī)理

殼聚糖以及其衍生物組成的絮凝劑的作用機(jī)理在于吸附架橋、基團(tuán)反應(yīng)效果等。

首先，分析電綜合作用，但殼聚糖進(jìn)入酸性溶液后，殼聚糖上的氨基酸質(zhì)子會(huì)發(fā)生變化，如殼聚糖表面帶電，和水中的膠粒負(fù)電荷發(fā)生作用，進(jìn)而產(chǎn)生生物大分子絮狀物，整體也會(huì)綜合表面的一些電荷來(lái)降低zeta電位，膠體脫離后會(huì)形成較大的絮狀物，發(fā)生沉淀作用。

其次，分析吸附橋架作用，在吸附環(huán)節(jié)中，絮凝分子借助離子鍵、氫鍵等作用可以同時(shí)結(jié)合多個(gè)顆粒分子，實(shí)現(xiàn)“中間橋梁”的作用，這些顆粒連接后會(huì)形成一個(gè)穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)從而沉淀下來(lái)。整體來(lái)看，殼聚糖絮凝作用效果和其本身的長(zhǎng)鏈特性有直接關(guān)系，這也表示了架橋機(jī)理的特殊性，一般殼聚糖的粘稠度越大，受到黏度相對(duì)分子質(zhì)量的影響也就會(huì)變大，而相對(duì)分子質(zhì)量大一些的殼聚糖架橋作用的就更加顯著，整體的絮凝劑效果較為明顯。

最后，分析基團(tuán)反應(yīng)作用，絮凝劑的大分子活性基團(tuán)會(huì)和被絮狀物的相應(yīng)基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，整體可通過(guò)集成大分子而發(fā)生沉淀，其中分子中的氨基會(huì)直接和金屬離子發(fā)生反應(yīng)形成螯合物。

整體而言，殼聚糖絮凝劑在水處理的運(yùn)用范圍較廣，在實(shí)際的處理中，相關(guān)技術(shù)人員可結(jié)合水質(zhì)的不同情況進(jìn)行分析，結(jié)合絮凝的整體作用予以研究，保證共同機(jī)理作用的整體價(jià)值。

3 分析殼聚糖絮狀物在水處理的實(shí)際運(yùn)用表現(xiàn)

3.1殼聚糖絮狀物在飲用水處理中的運(yùn)用表現(xiàn)

因?yàn)闅ぞ厶堑姆肿咏Y(jié)構(gòu)特殊，可以及時(shí)清除水中的懸浮物、有機(jī)物、顏色和氣味，同時(shí)降低水中的COD含量，減少消毒副產(chǎn)物產(chǎn)生;此外還能夠有效吸附去除飲用水中的重金屬和藻類(lèi)物質(zhì)，還可以清理掉無(wú)機(jī)絮凝劑處理后的氯離子，同時(shí)抑制水中的微生物繁殖和生長(zhǎng)，兼具殺菌作用。

國(guó)外的專(zhuān)利報(bào)道稱(chēng)，殼聚糖和膨潤(rùn)土可按照一定的比例配合使用，及時(shí)清理掉飲用水中顆粒性位置，還可以消除飲用水的氣味，特殊顏色。

若在PH=7的環(huán)境中加入殼聚糖谷氨酸鹽可以保證色度清除率都在98%以上;將殼聚糖作為混凝劑，啟用量少而且可以減少消毒副產(chǎn)物產(chǎn)生，效果十分理想。

3.2殼聚糖絮凝劑在生活污水處理中的表現(xiàn)

在城市的生活污水處理中，殼聚糖和傳統(tǒng)的絮凝劑相比，其具有投入量少、沉降速度快以及清楚效率高等特點(diǎn)。研究表示，將甲殼素聯(lián)合45%的氫氧化鈉融合混合一小時(shí)，隨后溶解到千分之一的鹽酸溶液中，制成的融合可以有效處理廢水。從使用環(huán)境愛(ài)看，殼聚糖絮凝劑在酸性和堿性的環(huán)境下都有較好的絮凝能力，通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)分析，將殼聚糖絮凝劑和硫酸鐵渾噩和，可以獲得強(qiáng)化復(fù)合的清理廢水效果，將香草醛改性殼聚糖聯(lián)合傳統(tǒng)活性物理處理技術(shù)，可保證沉降時(shí)間在60min內(nèi)，濁度去除率可高達(dá)90%以上。可見(jiàn)，殼聚糖作為一種天然的有機(jī)高分子絮凝劑，在城市的污水處理中應(yīng)用效果十分理想。

3.3殼聚糖絮凝劑在工業(yè)廢水中的處理效果

在工業(yè)廢水處理中農(nóng)，殼聚糖絮凝劑在印刷染布廢水、重金屬?gòu)U水和造紙廢水中的運(yùn)用范圍較為理想。

印染廢水的特點(diǎn)在于色度大、水量多，內(nèi)部的成分復(fù)雜，目前印染加工的10%-20%的燃料會(huì)直接排放到廢水中，若不及時(shí)處理就可能對(duì)環(huán)境造成直接污染。而殼聚糖中含有大量的氨基和羥基，對(duì)染料吸附性強(qiáng)，可通過(guò)靜電引力、離子交換等作用實(shí)現(xiàn)吸附作用。此外，殼聚糖分子上面有大量的伯氨基，可通過(guò)配位鍵結(jié)合等方式形成高分子螯合劑絮凝集廢水燃料，讓其及時(shí)脫色。

而食品廢水內(nèi)部含有大量的有機(jī)物質(zhì)和懸浮物，雖然內(nèi)部的廢水沒(méi)有高危毒性風(fēng)險(xiǎn)，但是食品廢水會(huì)讓水體變得富營(yíng)養(yǎng)化，會(huì)惡化水質(zhì)。殼聚糖是一種高分子絮凝劑，可減少食品加工的固形物，而且殼聚糖本身無(wú)毒害，廢水回收的蛋白質(zhì)和淀粉都可以二次加工循環(huán)使用。

高濃度的重金屬?gòu)U水需要先經(jīng)過(guò)離子交換和化學(xué)沉淀。雖然經(jīng)過(guò)常規(guī)的方法處理后，離子中的微量重金屬離子的濃度會(huì)發(fā)生變化，但是整體的危害卻不容小覷。天然高分子殼聚糖因?yàn)榉肿咏Y(jié)構(gòu)特殊，可通過(guò)氨基氮、羥基氧能和過(guò)渡金屬離子結(jié)合極強(qiáng)的配位作用而形成配位鍵，同時(shí)可以吸附和捕集溶液中的重金屬離子，清除掉水中的鉛、汞、鉻離子。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，殼聚糖絮凝劑在水處理中運(yùn)用廣泛，可科學(xué)處理工業(yè)廢水和應(yīng)用廢水，為了讓該物質(zhì)積極發(fā)揮做大程度發(fā)揮其運(yùn)用效益，相關(guān)學(xué)者要結(jié)合水質(zhì)的實(shí)際情況和清理需求做好改性研究，最終積極應(yīng)對(duì)多種復(fù)雜的水質(zhì)問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝玲玲，何國(guó)利，張磊，周鵬，劉永德. 新型污水處理復(fù)合絮凝劑的制備及應(yīng)用研究[J]. 廣東化工，2011，38（06）：124-125.

[2]李永明，于水利，唐玉霖. 殼聚糖絮凝劑在水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 水處理技術(shù)，2011，37（09）：11-14+18.

[3]宋力. 絮凝劑在水處理中的應(yīng)用與展望[J]. 工業(yè)水處理，2010，30（06）：4-7.

[4]魏媛. 混凝劑在水處理中的研究進(jìn)展與應(yīng)用[J]. 山西建筑，2010，36（21）：167-168.

[5]陳亮，陳東輝. 殼聚糖絮凝劑在水處理中的應(yīng)用[J]. 工業(yè)水處理，2000（09）：4-8.